(57)【要約】  実施形態に係る排水蒸発装置は、排水が溜められる排水溜めと、前記排水の略水面の位置に配置され高圧空気を噴射可能な噴射孔を有し、前記噴射孔から噴射される前記高圧空気により前記排水を霧にして、前記霧を前記高圧空気とともに空間中に放出可能なノズルと、を備える。【選択図】      図１
2019529071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水が溜められる排水溜めと、
前記排水の略水面の位置に配置され高圧空気を噴射可能な噴射孔を有し、前記噴射孔から噴射される前記高圧空気により前記排水を霧にして、前記霧を前記高圧空気とともに空間中に放出可能なノズルと、
を備えた排水蒸発装置。
【請求項２】
前記ノズルからの前記高圧空気の噴射方向は、前記排水の水面に対して斜め上側を向く、請求項１の排水蒸発装置。
【請求項３】
前記水面に対する前記ノズルからの前記高圧空気の噴射方向の角度は、０°以上、かつ、６０°以下である、請求項２の排水蒸発装置。
【請求項４】
前記ノズルの前記噴射孔は、前記排水溜めの前記排水の水面よりも下側に位置する、請求項１の排水蒸発装置。
【請求項５】
前記ノズルの前記噴射孔は、前記排水溜めの前記排水の水面よりも上側に位置する、請求項１の排水蒸発装置。
【請求項６】
前記排水の略水面の位置に方向変更板をさらに備え、
前記ノズルからの前記高圧空気の噴射方向は、前記方向変更板に向かうように前記排水の前記水面と略平行であり、
前記方向変更板は、前記高圧空気および前記霧の放出方向を前記水面と略平行な方向とは異なる方向に変更する、請求項５の排水蒸発装置。
【請求項７】
前記方向変更板は、前記ノズルの前記噴射孔から離れるにつれて前記水面から離れる状態に配置され、
前記水面と略平行な方向とは異なる前記方向は、前記噴射孔から離れるにつれて前記水面から離れる方向である、請求項６の排水蒸発装置。
【請求項８】
前記ノズルの前記噴射孔を内部に配置するように前記ノズルに取付けられた筒状体をさらに備え、
前記筒状体は、前記排水を取り入れ可能な吸水孔と、前記ノズルから噴射される前記高圧空気と前記排水の混合流体が噴射される開口部と、を備える、請求項５の排水蒸発装置。
【請求項９】
前記筒状体は、空気を取り入れ可能な吸気孔をさらに備える、請求項８の排水蒸発装置。
【請求項１０】
前記ノズルからの前記高圧空気および前記霧の噴射領域に配置される第１の開口と、第２の開口とを有する管路をさらに備え、
前記ノズルは、前記高圧空気および前記霧を前記空間中に放出することにより、前記管路の内部において前記第１の開口から前記第２の開口に向かう空気の流れを形成する、請求項１の排水蒸発装置。
【請求項１１】
前記管路を通る空気の気温及び湿度の少なくとも一方を測定する計測装置と、
前記計測装置での測定結果に基づいて、前記ノズルからの前記高圧空気の噴射を制御する制御装置と、をさらに備える、請求項１０の排水蒸発装置。
【請求項１２】
前記計測装置は、前記第１の開口に設けられる第１の計測装置と、前記第２の開口に設けられる第２の計測装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の計測装置及び前記第２の計測装置のそれぞれでの計測結果に基づいて、前記ノズルからの前記高圧空気の噴射を制御する、請求項１１の排水蒸発装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１７年８月３０日に出願された日本特許出願２０１７−１６５９５６を基礎として、この出願から優先の利益を享受する。本出願は、この出願を参照することで、同出願の内容の全てを含む。
【技術分野】
【０００２】
本発明の実施形態は、排水を外部に一切排出しない排水蒸発装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年の排水処理では、河川や海洋への排水放出のために、深刻な水質汚染が世界中で起きており、最終的に外部に排水を一切排出せずに、排水を固体廃棄物になるまで加熱し蒸発させるゼロ廃液放出システムが求められている。これをＺＬＤ（Zero Liquid Discharge）という。
【０００４】
ＺＬＤは、さまざまな工程を経て排水や汚水の中からきれいな水を取り出したのちに、汚染物を濃縮した排水を最終的に蒸発させて固化する、排水を外部に一切排出しないシステムである。ＺＬＤの最終工程では、排水中の水分を蒸発させるための大きなエネルギーが必要になる。
【０００５】
このため、最終工程に入る排水を最小にすることが求められている。ＺＬＤの最終工程では、例えば、ソーラーポンドと呼ばれる屋外の大きな排水溜めに最終排水を導入し、導入された排水を太陽光の熱で蒸発させる。この方法では、非常に大きな面積と莫大な時間を要する。また、蒸発速度が遅いために、処理速度も小さいものになる。
【０００６】
ＺＬＤの最終工程では、一般的には、加熱装置と蒸発促進装置を用いて、最小化された排水を加熱して蒸発させる方法が用いられている。排水中の水分を蒸発させる際のエネルギーの消費が大きいことが、この排水処理システム全体の大きな課題となっている。
【０００７】
そこで、屋外の排水溜めには、種々の蒸発促進装置が実用化されている。蒸発促進装置の最大級のものとして、スキー場で人工雪を降らせる装置、すなわちスノーマシンをそのまま転用したものが知られている。また、小型のものではスプレー装置を備えたフローティング式のものが多用されている。これらの蒸発促進装置では、排水をスプレーノズルから噴霧することにより排水の蒸発の促進を行なっており、スプレーノズルに詰まるような排水は用いることができない。このため、これらの蒸発促進装置を用いた排水の蒸発処理では、排水の濾過の工程が必ず入り、粘性や固形物の無い状態の排水をスプレーしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５３９２９号公報
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態の排水蒸発装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の排水蒸発装置を用いた模擬実験の様子を示す写真である。
【図３】図３は、第１の実施形態の排水蒸発装置のノズルの噴射孔を水面下に配置した構成を示す模式図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の排水蒸発装置のノズルの噴射孔を水面下に配置した状態での模擬実験の様子を示す写真である。
【図５】図５は、第２の実施形態の排水蒸発装置の構成を示す模式図である。
【図６】図６は、第２の実施形態の排水蒸発装置を用いた模擬実験の様子を示す写真である。
【図７】図７は、第３の実施形態の排水蒸発装置の構成を示す模式図である。
【図８】図８は、第３の実施形態の排水蒸発装置を用いた模擬実験の様子を示す写真である。
【図９】図９は、第４の実施形態の排水蒸発装置の構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、第５の実施形態の排水蒸発装置の構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、第６の実施形態の排水蒸発装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態の排水蒸発装置は、排水が溜められる排水溜めと、前記排水の略水面の位置に配置され高圧空気を噴射可能な噴射孔を有し、前記噴射孔から噴射される前記高圧空気により前記排水を霧にして、前記霧を前記高圧空気とともに空間中に放出可能なノズルと、を備える。
【００１１】
以下、実施形態の排水処理装置を、図１〜図１１を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の排水蒸発装置１を示す図である。図１に示すように、排水蒸発装置１は、排水溜め２と、ノズル３と、圧縮機５とを備える。排水蒸発装置１は、排水溜め２に溜められた排水（廃液）２１をノズル３から高圧空気を噴射することで霧化することにより、排水２１の蒸発を促進させる蒸発乾燥装置である。
【００１３】
排水溜め２は、排水２１が溜められる貯水槽である。排水溜め２は、例えば、屋外に設けられ、貯蔵された排水を太陽光の熱を利用して蒸発させるソーラーポンドである。排水溜め２は、ソーラーポンドのように大型のものであってもよく、小型のものが屋内に設置されてもよい。排水２１の水面２３は、水平方向に対して平行になる。
【００１４】
ノズル３は、接続管４を介して圧縮機５に接続されている。圧縮機５は、空気を圧縮して高圧空気を吐出するコンプレッサである。圧縮機５は、例えば、排水溜め２の外部に配置される。ノズル３は、例えば、排水溜め２の排水２１の水面２３に浮かべられるフロート部材２４に固定される。ノズル３は、先端に噴射孔３１を備える。圧縮機５で生成された高圧空気は、接続管４を通してノズル３に供給され、ノズル３の噴射孔３１から外部へ噴射される。ノズル３は、圧縮機５で生成された高圧空気を噴射可能なジェット噴射ノズルである。
【００１５】
ここで、噴射方向Ｒを規定する。噴射方向Ｒは、ノズル３が高圧空気を噴射する方向である。噴射方向Ｒは、ノズル３の先端部の形状や、ノズル３の噴射孔３１の向きによって規定される。ノズル３の噴射孔３１から高圧空気が噴射されることにより、噴射方向Ｒに沿うジェット気流３３が放出される。
【００１６】
ノズル３の噴射孔３１は、排水溜め２に導入される排水２１の略水面、すなわち、水面２３付近に配置される。ここでは、ノズル３の噴射孔３１は、水面２３よりも上側に配置されている。ノズル３の噴射孔３１の水面２３に対する距離Ｄは、小さいことが好ましい。ノズル３の噴射孔３１の水面２３に対する距離Ｄは、例えば、３ｃｍ以内である。距離Ｄの最適な値は、ノズル３から噴射されるジェット気流３３の圧力や排水２１の物性によって変化し得る。ノズル３の噴射孔３１の水面２３に対する距離Ｄは、例えば、ノズル３が排水２１に浮かべられたフロート部材２４に固定されることにより、一定に維持される。
【００１７】
ノズル３は、噴射孔３１が水面２３に対して斜め上側を向く状態で固定されている。したがって、ノズル３の噴射方向Ｒは水面２３に対して斜め上側を向く方向となる。ノズル３は、噴射孔３１を含む先端部が水中から表出した状態で固定されている。ここで、噴射角度θを規定する。噴射角度θは、水面２３、すなわち、水平方向に対する噴射方向Ｒの角度である。噴射角度θは、例えば０°以上で、かつ、９０°以下になる。ノズル３の噴射角度θは、例えば０°以上で、かつ、６０°以下の範囲内であることが好ましい。
【００１８】
次に、本実施形態の排水蒸発装置１の作用を説明する。
【００１９】
本実施形態の排水蒸発装置１は、例えば、ＺＬＤの最終工程において、排水溜め２に溜められた排水２１中の水分を蒸発させる処理に用いられる。この処理では、圧縮機５を作動させ、排水溜め２に設置されたノズル３の噴射孔３１から高圧空気を空間中に噴射させる。高圧空気をノズル３から噴射させることにより、ジェット気流３３が生じる。ジェット気流３３では、周囲の空気よりも速度が大きいため、ベルヌーイの定理に従って、負圧になる。このため、ジェット気流３３の近傍では、排水２１が水面２３からジェット気流３３に引き込まれる。引き込まれた排水２１は、ジェット気流３３の流れに巻き込まれるようにして霧化され、霧２５となる。霧２５は、ノズル３の噴射孔３１付近の水面２３から、ジェット気流３３の放出方向に沿うようにして噴霧（放出）される。このようにして、ノズル３からジェット気流３３が噴射されることにより、排水２１が水面２３から霧化され、排水２１の霧２５が空間中に放出される。ジェット気流３３及び霧２５が放出される空間は、例えば、屋根のない屋外である。ジェット気流３３及び霧２５が噴射される空間は、排水２１の霧２５が蒸発することで湿った空気が拡散するのに十分な広さであることが好ましい。また、ジェット気流３３及び霧２５が噴射される空間は、相対的に湿度が小さい新しい空気が継続的に供給されるような開放された空間（開放大気）であることが好ましい。また、ジェット気流３３及び霧２５噴射される空間は、大気中であってもよく、例えば排水処理施設の内部に設けられる仕切られた空間であってもよい。
【００２０】
図２は、屋内で模擬実験を行った際の、排水２１が霧化されて噴霧される様子を撮影した写真である。以下、模擬実験では、排水２１として水を用い、例えば０．４ＭＰａ以上の高圧空気をノズル３から噴射している。図２に示すように、排水溜め２に溜められた排水２１が水面２３から霧化され、細かな霧２５が形成されていることが分かる。このとき、霧２５の液滴の大きさ（直径）は、例えば数μｍ〜数十μｍ程となる。
【００２１】
本実施形態の構成によれば、以下の効果を奏する。本実施形態では、排水２１の水面２３付近からジェット気流３３が噴射されることにより、排水２１が水面２３から霧化されて霧２５となり、空間中に放出される。排水２１が霧化されることにより、霧２５中の水分の蒸発が促進される。したがって、排水２１が霧化されることにより、排水２１の蒸発速度が大きくなる。排水２１の蒸発速度が大きくなることにより、排水２１の蒸発処理における処理速度が向上する。
【００２２】
また、本実施形態の構成によれば、排水２１を加熱により蒸発させる場合に比べて少ないエネルギーの消費で、排水２１を蒸発させることができる。これにより、排水２１の蒸発処理におけるエネルギー効率が向上し、省エネルギー化及び低コスト化が実現される。
【００２３】
また、本実施形態の構成によれば、ノズル３から噴射されるジェット気流３３によって、排水２１を水面２３から直接霧化することができる。したがって、排水２１を霧化するためにスプレーノズル等を通過させる必要がなく、ノズル３は排水２１が通る流路を持たない。排水２１が流れる流路をノズル３が持たないため、排水２１中の固体不純物や固形物等の詰まりが発生することが防止される。また、排水２１がノズル３に詰まることがないため、使用可能な排水２１の種類が制限されず、排水２１が固形物や粘性流体を含むに場合でも有効に霧化させることができる。このため、本実施形態の排水蒸発装置１を用いた排水処理では、排水２１中の固形物や粘性を除くための濾過の工程を行わずに、排水２１の蒸発処理を行うことができる。これにより、排水処理全体における蒸発処理の省エネルギー化及び低コスト化が実現される。
【００２４】
また、本実施形態の排水蒸発装置１は、工場の内部等に設置される小型のものであってもよく、屋外のソーラーポンド等に複数のノズル３を設置することにより、大規模化することも可能である。
【００２５】
なお、図３に示すように、ノズル３の噴射孔３１は、排水２１の水面２３よりも下側、すなわち、水面下に配置されてもよい。噴射孔３１が排水２１の水中に配置される場合、噴射孔３１から水面２３までの距離は小さいことが好ましく、例えば、１ｃｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
図４は、ノズル３の噴射孔３１を排水２１の水面下に配置して模擬実験を行った際の、排水２１が霧化されて噴霧される様子を撮影した写真である。図４に示すように、排水２１の水面下から高圧空気をジェット噴射した場合でも、排水２１が霧化され細かな霧２５が形成されていることが分かる。このとき、霧２５の液滴の大きさ（直径）は、例えば数ｍｍ程となる。以上より、ノズル３の噴射孔３１は、この変形例のように水面２３よりも下側でもよいし、或いは上記した第１の実施形態の本文のように水面２３よりも上側であってもよい。従って、ノズル３の噴射孔３１の位置は、水面２３の近傍で水面２３よりも上側の位置か、或いは水面２３の近傍で水面２３よりも下側の位置、すなわち略水面２３の位置であることが望ましい。
【００２７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の排水蒸発装置について、図５及び図６を参照して説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００２８】
図５は、本実施形態における排水蒸発装置１を示す図である。図５に示すように、本実施形態では、ノズル３の噴射孔３１が略水平方向を向く状態で固定されている。したがって、ノズル３の噴射方向Ｒは、水面２３に対して略平行になる。すなわち、ノズル３の噴射方向Ｒは、略水平になる。この状態では、噴射角度θは例えば０°〜２０°となる。
【００２９】
ノズル３の噴射孔３１の先には、方向変更板２７が設置されている。方向変更板２７は、例えば、ジェット気流３３及び霧２５の進行方向に設けられこれらの放出方向を異なる方向に変更する部材（邪魔板）である。方向変更板２７は、ノズル３から噴射されるジェット気流３３の流路、すなわち、ジェット気流３３の噴射領域に配置される。したがって、方向変更板２７は、ノズル３に対して噴射孔３１が向く側に配置される。方向変更板２７は、水面２３に対して例えば０°〜６０°傾いた状態で、水面２３付近に配置される。方向変更板２７は、ノズル３の噴射孔３１から離れるにつれて水面２３から上側へ離れる状態に配置されている。
【００３０】
本実施形態では、ノズル３から噴射されるジェット気流３３は、水面２３に対して略平行に噴射される。ジェット気流３３と噴霧される霧２５は、方向変更板２７に当たることにより、方向変更板２７に沿う方向に放出方向が変えられる。したがって、方向変更板２７が設けられることにより、ジェット気流３３と霧２５は水面２３に対して斜め上方向に噴射される。
【００３１】
図６は、本実施形態の排水蒸発装置１を用いて、模擬実験を行った際の様子を示す図である。図６に示すように、ノズル３の噴射方向Ｒが水面２３に略平行に配置された場合でも、ノズル３から噴射されるジェット気流３３の流路に方向変更板２７が配置されることにより、排水溜め２に溜められた排水２１が水面２３から霧化され、細かな霧２５が形成されていることが分かる。
【００３２】
本実施形態の構成によれば、さらに以下の効果を奏する。本実施形態では、本実施形態の構成によれば、ノズル３が水面２３に対して略平行に配置される。このため、ノズル３が水面２３に付かない状態で、ノズル３の噴射孔３１を水面２３付近に維持することができる。これにより、ノズル３の先端部を水面２３に触れない状態で配置することができるため、ノズル３の先端部及び噴射孔３１に排水２１による汚れが付着することが防止される。
【００３３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の排水蒸発装置について、図７及び図８を参照して説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００３４】
図７は、本実施形態における排水蒸発装置１を示す図である。図７に示すように、ノズル３には、筒状体４１が取付けられている。ノズル３は、筒状体４１が取付けられた状態で、排水溜め２の水面２３付近に設置される。筒状体４１は、例えば、樹脂製の円筒形状のチューブである。筒状体４１はノズル３を覆うように装着される。ノズル３の噴射孔３１は、筒状体４１の内部に配置される。筒状体４１は、先端に開口部４２を備える。開口部４２は、噴射方向Ｒに向かって開口している。筒状体４１の内部においてノズル３の噴射孔３１から筒状体４１の開口部４２までの距離Ｌは、例えば、２〜３ｃｍである。
【００３５】
筒状体４１は、吸水孔４４を備える。吸水孔４４は、筒状体４１の外周面を貫通する孔である。吸水孔４４は、筒状体４１のうち、ノズル３の噴射孔３１が配置される位置よりも基端側に形成される。ノズル３を排水溜め２に設置した状態では、吸水孔４４が水の吸い込み口となり、重力あるいはベンチュリー効果によって吸水孔４４から筒状体４１の内部に排水２１が流入する。そして、筒状体４１の内部に流入した排水２１によって、筒状体４１の内部においても、排水２１の水面２３が形成される。このため、ノズル３の噴射孔３１を水面２３付近に配置した状態で高圧空気を噴射させることにより、第１の実施形態と同様にして、排水２１が水面２３から霧化される。
【００３６】
また、筒状体４１は、吸気孔４５を備える。吸気孔４５は、筒状体４１において、ノズル３の噴射孔３１が配置される位置から筒状体４１の開口部４２までの間に設けられる。筒状体４１の外周面を貫通する孔である。吸気孔４５は、筒状体４１の内部に水面２３が形成された状態において、水面２３よりも上側に位置する。
【００３７】
ノズル３の噴射孔３１からジェット気流３３が噴射されると、筒状体４１の内部において、ジェット気流３３によって排水２１が水面２３から霧化する。霧化した排水２１の霧２５は、ノズル３の噴射孔３１から筒状体４１の開口部４２までの領域においてジェット気流３３と混合し、霧２５とジェット気流３３の混合流体が筒状体４１の開口部４２から噴霧される。このとき、吸気孔４５は、空気の取り入れ口として機能する。
【００３８】
図８は、本実施形態の排水蒸発装置１を用いて、模擬実験を行った際の様子を示す図である。図８に示すように、ノズル３に筒状体４１を取付けた状態で、高圧空気を噴射することにより、排水２１が細かい霧２５になって噴霧されていることが分かる。
【００３９】
本実施形態の構成によれば、さらに以下の効果を奏する。本実施形態では、ジェット気流３３が噴射される領域に、ジェット気流３３と排水２１の霧２５とが混合する領域が設けられることにより、噴霧される霧２５の液滴をより細かくし、噴霧される霧２５の品質を上げることができる。これにより、霧２５の蒸発がさらに促進され、排水２１の蒸発処理における処理速度及びエネルギー効率がさらに向上する。
【００４０】
（第４の実施形態）
第４の実施形態の排水蒸発装置について、図９を参照して説明する。第４の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４１】
図９は、本実施形態における排水蒸発装置１を示す図である。図９に示すように、排水蒸発装置１は、集積場７をさらに備える。集積場７は、排水溜め２に隣接している。集積場７は、排水溜め２に対してノズル３からジェット気流３３が噴射される先に設けられる。ジェット気流３３は、排水溜め２に設置されたノズル３から集積場７に向かって噴射される。そして、ジェット気流３３が噴射されることにより、排水２１が霧化され、霧２５が噴霧される。噴霧された霧２５は、外気に触れることにより、水分が蒸発する。霧２５中の水分が蒸発することにより、霧２５中の汚染物等が固化し、乾燥廃棄物２９となって集積場７に落下する。そして、集積場７には、乾燥廃棄物２９が堆積する。排水２１の霧２５が噴霧される噴霧領域には、外気が常に供給されている。このため、霧２５の蒸発による外気の冷却に関係なく、排水２１の霧２５を継続的に蒸発させることが可能になる。堆積した乾燥廃棄物２９の粉塵が風によって飛びにくいように、集積場７の周囲（周囲の上方）を取り囲むように、壁８が設けられることが望ましい。
【００４２】
本実施形態の構成によれば、さらに以下の効果を奏する。本実施形態では、排水２１の霧２５が噴霧される先に集積場７を設けることにより、霧２５の中の水分が蒸発することによって固化された乾燥廃棄物２９を効率的に回収することができる。
【００４３】
（第５の実施形態）
第５の実施形態の排水蒸発装置について、図１０を参照して説明する。第５の実施形態は、第４の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４４】
図１０は、本実施形態における排水蒸発装置１を示す図である。図１０に示すように、排水蒸発装置１は、排水溜め２から集積場７に渡って配設される囲い９をさらに備える。囲い９は、例えば、トンネル状（ダクト状）の管路であり、第１の開口５１と第２の開口５２とを有する。第１の開口５１は、排水溜め２内において、ノズル３の噴射孔３１と対向して配置される。したがって、第１の開口５１は、ノズル３から噴射されるジェット気流３３の流路、すなわち、ジェット気流３３の噴射領域に配置される。また、第２の開口５２は、集積場７に配置される。
【００４５】
ノズル３から噴射されたジェット気流３３と噴霧された排水２１の霧２５は、囲い９の第１の開口５１を通って囲い９の内部に流入する。そして、囲い９の内部を通って第２の開口５２をから集積場７へ流出する。したがって、第１の開口５１は、ジェット気流３３及び霧２５が囲い９が流入する入口となり、第２の開口５２は、ジェット気流３３及び霧２５が囲い９のから流出する出口となる。囲い９の内部では、ジェット気流３３により、第１の開口５１から第２の開口５２へ向かう空気の流れができる。また、囲い９の内部では、ジェット気流３３により、負圧の空間になる。このため、囲い９の内部への外気の導入が促進される。霧２５の中の水分が蒸発すると、空気の温度が低下し、湿度が上昇する。本実施形態のように囲い９の内部への外気の導入が促進されることにより、相対湿度が相対的に低く温度が相対的に高い空気が囲い９の外部から内部へ継続的に引き込まれる。この結果、噴霧された霧２５の蒸発が促進される。
【００４６】
本実施形態の構成によれば、さらに以下の効果を奏する。本実施形態では、ジェット気流３３が噴射される領域に囲い９を設けることにより、霧２５の噴霧領域に円滑な空気の流れを作ることができる。霧２５の噴霧領域に空気の流れが生じることにより、霧２５中の水分の蒸発が促進される。これにより、排水２１の蒸発処理における処理速度及びエネルギー効率がさらに向上する。
【００４７】
（第６の実施形態）
第６の実施形態の排水蒸発装置について、図１１を参照して説明する。第６の実施形態は、第５の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４８】
図１１は、本実施形態における排水蒸発装置１を示す図である。図１１に示すように、排水蒸発装置１は、制御装置（制御部）１０をさらに備える。制御装置１０は、圧縮機５に電気的に接続されている。制御装置１０は、圧縮機５の駆動を制御することにより、ノズル３からのジェット気流３３の噴射状態を制御する。
【００４９】
また、囲い９には、第１の計測装置（第１のセンサ）５３及び第２の計測装置（第２のセンサ）５４が設けられている。第１の計測装置５３及び第２の計測装置５４は、例えば、温度及び湿度を計測可能な温湿度計である。第１の計測装置５３及び第２の計測装置５４のそれぞれは、制御装置１０に電気的に接続されている。第１の計測装置５３は、囲い９の第１の開口５１の付近に設置されている。第１の計測装置５３は、囲い９の第１の開口５１付近の外気の温度及び湿度を測定し、測定結果を制御装置１０に送信する。第２の計測装置５４は、囲い９の第２の開口５２の付近に設置されている。第２の計測装置５４は、囲い９の第２の開口５２付近の外気の温度及び湿度を測定し、測定結果を制御装置１０に送信する。
【００５０】
制御装置１０は、第１の計測装置５３及び第２の計測装置５４のそれぞれでの計測結果を取得する。制御装置１０は、第１の計測装置５３での計測結果及び第２の計測装置５４での計測結果の少なくとも一方に基づいて、圧縮機５の駆動を制御する。そして、制御装置１０は、圧縮機５の駆動を制御することにより、ノズル３からのジェット気流３３の噴射状態を制御する。
【００５１】
ある一例では、制御装置１０は、第１の計測装置５３から取得した気温及び湿度に基づいて天候を判断する。この場合、制御装置１０は、湿度が低い日、すなわち、空気が乾いた日には、ノズル３からのジェット気流３３の噴射量を多くすることにより、排水２１の霧２５の噴霧量を多くする。また、湿度が高い日、すなわち、曇りの日には、ノズル３からのジェット気流３３の噴射量を少なくすることにより、排水２１の霧２５の噴霧量を少なくする。
【００５２】
また、ある一例では、制御装置１０は、第１の計測装置５３での計測結果及び第２の計測装置５４での計測結果に基づいて、囲い９の内部を流れる空気が含む水蒸気量（絶対湿度）と、囲い９の内部を流れる空気が含むことができる飽和水蒸気量を算出する。制御装置１０は、算出結果に基づいて、囲い９の内部を流れる空気に対して排水２１が蒸発することのできる水蒸気量を算出する。そして、制御装置１０は、算出結果に基づいて、ノズル３からのジェット気流３３の噴射量を制御し、ジェット気流３３によって霧化される排水２１の量を調整する。
【００５３】
また、ある一例では、制御装置１０は、第２の計測装置５４での計測結果を継続的に取得する。そして、制御装置１０は、囲い９の第２の開口５２付近での相対湿度を継続的に算出する。制御装置１０は、算出した相対湿度が１００％であった場合にノズル３からのジェット気流３３の噴射を停止させることにより、排水２１の霧２５の噴霧を停止させる。
【００５４】
本実施形態の構成によれば、さらに以下の効果を奏する。本実施形態では、制御装置１０によって囲い９の内部を流れる外気の状態に応じて排水２１の霧２５の噴霧量が調整される。これにより、外気に蒸発可能な量だけ排水２１の霧２５を噴霧させることができる。排水２１の霧２５を蒸発可能な量だけ噴霧させることにより、排水２１の霧２５を過剰に噴霧させることが防止される。これにより、排水２１の噴霧を効率的に行うことができる。また、外気を有効に用いて蒸発を促進することにより、排水２１の蒸発処理における処理速度及びエネルギー効率がさらに向上する。これにより、排水処理における省エネルギー化及び低コスト化が実現される。
【００５５】
以上のように第１〜第６の実施形態の排水蒸発装置１について説明したが、第１〜第６の実施形態の排水蒸発装置１を適宜に組み合わせて一つの排水蒸発装置１を実現することも当然に可能である。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【図１】
2019529071.tif 000003
【図２】
2019529071.tif 000004
【図３】
2019529071.tif 000005
【図４】
2019529071.tif 000006
【図５】
2019529071.tif 000007
【図６】
2019529071.tif 000008
【図７】
2019529071.tif 000009
【図８】
2019529071.tif 000010
【図９】
2019529071.tif 000011
【図１０】
2019529071.tif 000012
【図１１】
2019529071.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月1日(2019.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水が溜められる排水溜めと、
前記排水溜めの前記排水の水面よりも上側に配置され高圧空気を噴射可能な噴射孔を有し、前記噴射孔から噴射される前記高圧空気により前記排水を霧にして、前記霧を前記高圧空気とともに空間中に放出可能なノズルと、
を備え、
前記ノズルの前記噴射孔は、前記排水溜めの前記排水の水面に対して斜め上側を向く状態で固定されている、排水蒸発装置。
【請求項２】
前記ノズルからの前記高圧空気の噴射方向は、前記排水の水面に対して斜め上側を向く、請求項１の排水蒸発装置。
【請求項３】
前記水面に対する前記ノズルからの前記高圧空気の噴射方向の角度は、０°以上、かつ、６０°以下である、請求項２の排水蒸発装置。
【請求項４】
前記排水の略水面の位置に方向変更板をさらに備え、
前記ノズルからの前記高圧空気の噴射方向は、前記方向変更板に向かうように前記排水の前記水面と略平行であり、
前記方向変更板は、前記高圧空気および前記霧の放出方向を前記水面と略平行な方向とは異なる方向に変更する、請求項１の排水蒸発装置。
【請求項５】
前記方向変更板は、前記ノズルの前記噴射孔から離れるにつれて前記水面から離れる状態に配置され、
前記水面と略平行な方向とは異なる前記方向は、前記噴射孔から離れるにつれて前記水面から離れる方向である、請求項４の排水蒸発装置。
【請求項６】
前記ノズルの前記噴射孔を内部に配置するように前記ノズルに取付けられた筒状体をさらに備え、
前記筒状体は、前記排水を取り入れ可能な吸水孔と、前記ノズルから噴射される前記高圧空気と前記排水の混合流体が噴射される開口部と、を備える、請求項１の排水蒸発装置。
【請求項７】
前記筒状体は、空気を取り入れ可能な吸気孔をさらに備える、請求項６の排水蒸発装置。
【請求項８】
前記ノズルからの前記高圧空気および前記霧の噴射領域に配置される第１の開口と、第２の開口とを有する管路をさらに備え、
前記ノズルは、前記高圧空気および前記霧を前記空間中に放出することにより、前記管路の内部において前記第１の開口から前記第２の開口に向かう空気の流れを形成する、請求項１の排水蒸発装置。
【請求項９】
前記管路を通る空気の気温及び湿度の少なくとも一方を測定する計測装置と、
前記計測装置での測定結果に基づいて、前記ノズルからの前記高圧空気の噴射を制御する制御装置と、をさらに備える、請求項８の排水蒸発装置。
【請求項１０】
前記計測装置は、前記第１の開口に設けられる第１の計測装置と、前記第２の開口に設けられる第２の計測装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の計測装置及び前記第２の計測装置のそれぞれでの計測結果に基づいて、前記ノズルからの前記高圧空気の噴射を制御する、請求項９の排水蒸発装置。
【国際調査報告】
2019529071.tif 000014